苏里格气田苏147井区盒8段二维地震储层预测

郝骞 ，张志刚，祁越 ，范萍，李武科 ，刘艳霞，付斌

(1.中国石油长庆油田苏里格气田研究中心，陕西西安710018；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安710018；3.中国石油长庆油田勘探开发研究院，陕西 西安 710018)

0 引言

苏里格气田位于内蒙古自治区鄂尔多斯地区，勘探面积达4×104km2，天然气资源量超过3.8×1012m3，二叠系石盒子组盒8段地层为主力产气层[1].历经十余年勘探开发，成为目前中国陆上发展速度最快、储量规模最大的整装致密低渗气田[2-4]，预计2014年底苏里格气田产量将超过220亿方，是中国目前重要的绿色能源基地之一.

地震储层预测[5-7]技术是石油勘探开发中的前沿课题，自上世纪90年代初起发现长庆气区，科技工作者采用多参数反演、网络神经含油气检测、吸收系数分析地震储层预测技术对鄂尔多斯盆地岩性油气藏进行了深入摸索和创新[8-9].目前该技术系列正在向鄂尔多斯盆地苏里格气田盒8段气藏推广应用，主要做法是用波阻抗预测砂岩厚度[10]，用AVO亮点信息判别储层含气性[11-12]，用叠加数据的吸收特性预测油气分布[13-14].但在实际工作中因气田开发初期不同年份采集的二维地震数据、处理流程及参数不同，以致处理结果存在差异；同时该地区含气砂岩的波阻抗与泥岩及砂质泥岩的波阻抗相近，极大程度增加了储层预测结果的多解性，导致储层预测精度降低.因此，有必要对此进行深入研究，期望能在提高薄储层预测精度方面取得新认识.

1 研究区地质概况

1.1 研究区地理位置苏147井区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡和天环凹陷交汇处，西抵鄂托克前旗，东至察汗特洛亥南部，北临鄂托克前旗鄂20井，南接召黄庙.面积约200 km2，地形较缓，海拔高差不足20m.

1.2 地表及地震数据特征地表多被沙漠、草地覆盖，尚未采集三维地震数据.目前可用的二维地震数据采集于2007年至2009年，测网密度为2 km×2 km～4 km×8 km.盒8段地震主频在25～30Hz间，地震数据品质总体北、西区域较好，南、东区域偏差.

1.3 盒8段地质特征主力产气层盒8段以辫状河沉积为主，河道垂向多期叠置，砂厚多在15～30m之间，高能、低能河道横向连片，分布面积较广.盒8段储层岩石类型以中、粗粒岩屑石英砂岩及石英砂岩为主[15]，孔隙类型以岩屑溶孔、残余粒间孔为主；整体上为特低孔特低渗储层，局部发育高渗区.

1.4 盒8段地球物理特征统计区内30余口开发井的盒8段地球物理特性数据(表1)可见：自然伽马与波阻抗在区分岩性中有着较强的分异性，利用这些指标的组合可以消除指标间的重叠，实现较准确的岩性区分.如含气砂岩自然伽马一般小于65 API，干砂岩为55～100 API之间，砂质泥岩与泥岩大于100 API；含气砂岩纵波速度为3 910～4 635m/s，明显低于干砂岩纵波速度（4 520～4 890m/s），但与泥岩及砂质泥岩的纵波速度差异较小；含气砂岩密度为2.37～2.58 g/cm3，波阻抗为9 380～11 725 g·cm-3·m·s-1，虽明显低于干砂岩，但与泥岩存在部分重叠区域，岩性难以区分.

表1 研究区盒8段储层地球物理特性统计表

2 二维地震及测井数据处理

使用的二维地震数据为2009年开发测线9条，2008年开发测线13条、2007年数字测线1条及常规测线1条.由于这批数据的采集方式及处理流程不同，客观增加了后期储层预测的多解性.为了减少多解性，有必要对地震数据的道集、叠加方式及测井曲线分别进行处理和校正，以提高资料品质.

2.1 道集处理为了得到能够满足叠前储层预测要求的道集资料，要求CDP道集资料在大偏距上同相轴校平，同相轴连续性好，具体包括：①相位校正：采用多道扫描方式在动校正后的CDP道集上进行，用不同的相移量对记录进行校正，求出对应的多道平均方差模，方差模最大的对应相移量即为所求的最佳校正量，以达到改善道集质量的目的.②叠前随机噪声衰减：采用复数域的向前、向后预测，利用信号的相干性和可预测性压制随机干扰.在动校正后的CDP道集上使用这种方法去噪，以提高道集数据的信噪比.③F-K滤波：将地震记录经过二维付氏变换到F-K域，根据有效波和线性干扰波在视速度上的差异，在F-K域的平面上设计一个消除线性干扰的算子（二维滤波因子），再用它对地震记录二维滤波，最后经过二维反付氏变换回到时间-空间域，压制某一视倾角范围内的线性干扰，提高原始资料的信噪比.

2.2 叠后去噪提高分辨率采用F-K去除相干噪声和叠后随机噪声衰减去除随机噪声.处理后叠后去噪剖面分辨率可明显提高，为后续储层预测打下基础.

2.3 测井曲线校正测井曲线是连接地质和地震的桥梁，其品质直接影响地震子波的提取、低频模型的建立及约束反演参数的确定，对地震储层预测精度影响剪发较大[16-17].由于研究区多数开发井存在扩径现象，易导致声波时差（AC）增大、密度（DEN）降低，且扩径大小与AC和DEN的变化量无绝对线性关系，这种现象在泥岩段尤为明显.以泥质含量（Vsh）为基础，利用井径曲线、结合泥岩、砂岩骨架岩石物理参数对AC、DEN进行环境校正，主要校正由于泥岩段井壁垮塌造成的高AC异常及数据顶底畸变：

（1）式中Vsh为泥质含量，ρsh为泥岩密度，ρma岩石骨架密度.当实测值DEN＜ρs时，令DEN=ρs，其他情况不需校正.（2）式中△tsh为泥岩骨架时差，△tma为岩石骨架时差.当实测值AC＞△ts时，令△t=△ts，其他情况不需校正.

3 苏147井区盒8段储层岩性及含气性预测

3.1 储层预测敏感因子优选利用弹性参数交会优选岩性和流体敏感因子[18]，图1为纵波阻抗与自然伽马，横波阻抗与自然伽马的交会分析图.交会图中气砂岩与泥岩纵波阻抗叠置，单纯利用纵波阻抗无法区分气砂岩、砂岩和泥岩；而砂岩及含气砂岩横波阻抗值高，横波阻抗大于7 000 g·cm-3·m·s-1可判断为砂岩储层.由此明确，横波阻抗可用于岩性预测，是岩性敏感因子，但砂岩含气性无法确定.为寻找流体敏感因子，对纵横波速度比（Vp/Vs）和纵波阻抗(图2左)，泊松比和纵波阻抗(图2右)进行交会分析.对比可见，Vp/Vs和泊松比对流体敏感性高，Vp/Vs小于1.6或泊松比小于0.18可较好地筛选出含气砂岩，是流体预测的首选参数.由此确定，Vp/Vs和泊松比剖面可有效检测砂岩含气性.

图1 纵波阻抗同GR(左)、横波阻抗同GR(右)交会图

3.2 AVO分析选取具有代表性的井做AVO合成记录，偏移距设为0～5 000m，子波采用雷克子波（30 Hz、180°），用射线追踪计算入射角，用Zoeppritz方程计算不同入射角的反射系数，对盒8段作精细正演模拟，生成不同偏移距合成记录和合成地震道.研究区AVO正演结果表明：盒8段砂岩含气后，主要反射特征是振幅随偏移距增加而增大，易形成亮点，可用于识别储层含气性.

图2 纵横波速度比同纵波阻抗（左）、泊松比同纵波阻抗（右）交会图

根据AVO正演结果，在一定角度范围内做共角度叠加，再对不同角度范围的部分叠加数据作AVO分析.图3为过井的分偏移距叠加剖面，远偏叠加剖面盒8顶部反射振幅较近偏叠加剖面增强，是典型的亮点AVO响应特征，说明井点处储层含气性较好.实钻结果为：该井盒8段试气无阻流量达1.07×105m3/d，AVO预测结果与实钻结果吻合较好.

图3 过井近远道叠加AVO剖面

对含气层段进行流体替代分析，试图进一步明确流体含量变化对AVO造成的影响，进而定量分析储层含气性特征.然而流体替代结果表明，当以20%速度将盒8段气层替换为水层时，整体上AVO道集虽发生明显变化，但中段变化并不明显，说明储层非均质性非常强，单从叠前定量预测储层含气性变化难度很大.

3.3 叠前弹性参数反演预测储层含气性本次研究中采用基于部分叠加数据的3参数同时反演，输入3个不同角度叠加的地震数据和对应的子波，给出纵、横波阻抗、密度的纵向变化趋势以及横向上的约束范围，通过质量控制优选最佳参数.选取适当的模拟方法进行纵-横波联合反演，得到纵、横波阻抗和密度值，再以这3个数据为基础计算Vp/Vs和泊松比σ等关键属性数据，从而预测流体变化.

图4左和图4右分别为过探井和开发井的3参数叠前同时反演，图中井点箭头所指的横波阻抗值较高部位，是盒8段砂岩较为发育的有利区，而纵波阻抗在横向上明显降低，纵横波速度比、泊松比这2类弹性参数表现为低值异常，反映这2口井盒8段含气性均较好，地震预测为“甜点”井位.实钻结果为：苏140井为I类井，其盒8段含气层厚度达6.1m，试气无阻流量为8.2×104m3/d；苏47-12-64井为Ⅱ类井，其盒8段含气层厚度为5.9m，试气无阻流量为7.9×104m3/d，地震反演预测结果与实际钻井情况吻合较好.

3.4 盒8段砂体及含气砂体分布预测基于上述工作，采用横波阻抗预测砂岩分布，划定横波阻抗门槛值在7 000～8 500 g·cm-3·m·s-1之间为砂岩.采用纵横波速度比（Vp/Vs）及泊松比综合预测含气砂岩分布，划定Vp/Vs小于1.6、泊松比小于0.18为含气砂岩.

在横波阻抗提取的砂体分布点基础上采用协克里金插值，加以井点约束，分别预测研究区盒8下段、盒8上段砂体分布情况.结果表明：盒8下段研究区砂体较为发育，砂岩表现为薄厚相间的条带状，砂带较宽，整体表现为西部砂带厚于东部砂带.纵向上多期河道叠置，砂体叠置厚度10～30m，平面分布较广，河道宽度2～10 km.发育3条南北向主砂带，分别为苏157井-苏147井砂带（平均宽约5.7 km，最大厚度超过25m）、苏147井东砂带及盟6井砂带（平均宽约2 km，最大厚度约15m）.盒8上段研究区砂体总体表现为南北向厚薄相间的条带状，砂体累计厚度较小，纵向上叠置河道砂厚约15m，宽度为2～5 km.可细分为4条南北向砂带，由西到东分别为苏157井砂带、苏147井砂带、苏47-6-72井砂带、苏156井砂带，砂体整体表现为西厚东薄.

图4 叠前反演预测含气性剖面图（左：过探井剖面，右：过开发井剖面）

同样，在Vp/Vs及泊松比门槛值确定的含气砂岩分布点基础上，采用协克里金插值，加以井点约束，分别预测研究区盒8下段及盒8上段含气砂岩分布情况.结果表明：盒8下段时期砂体含气厚度在3～15m之间，整体呈条带状分布，存在3个含气分布带：苏157井-苏47-12-60井一带、苏47-3-68-苏147井一带和苏47-8-76井一带.盒8上段时期含气砂岩厚度多在2～6m之间，呈零星状分布，面积很小，主要集中分布苏47-17-63井、苏47-6-77及苏47-9-83井等附近.

4 结论

1）针对苏里格气田开发初期不同年份采集的二维地震数据存在差异，有效处理以获取较高质量的反射剖面，合理区分地层岩性及辨识储层含气性是此类致密低渗气田高效开发的关键技术.为确保储层预测精度，应尽可能地采用叠前道集振幅保真、信噪分离及噪声衰减技术处理不同年份采集的二维地震资料，同时结合骨架岩石物理参数，对重要测井曲线进行环境校正，为后续开发井位的优选、储层精细描述及深入评价奠定基础.

2）通过对鄂尔多斯盆地苏里格气田苏147井区主力产气层盒8段河流相储层弹性参数敏感性分析，优选出横波阻抗、纵横波速度比、泊松比这3类关键储层预测敏感因子，确定横波阻抗门槛值7 000～8 500 g·cm-3·m·s-1之间为砂岩，纵横波速度比小于1.6或泊松比小于0.18为含气砂岩.由此开展二维地震储层岩性及含气性预测，为气田平稳开发提供合理依据.

[1]李安琪.苏里格气田开发论[M].2版.北京:石油工业出版社，2013:1.

[2]王道富，付金华，雷启鸿，等.鄂尔多斯盆地低渗透油气田勘探开发技术与展望[J].岩性油气藏，2007，19(3):126-130.

[3]郝骞，张吉，路中奇，等.苏里格气田西区苏48区块储层微观特征及其对储层的影响作用[J].天然气地球科学，2012，23(6):1011-1018.

[4]冉新权.苏里格低渗透气田开发技术最新进展[J].天然气工业，2011，31(12):59-62.

[5]张明禄，王勇，卢涛，等.长庆气田下古生界气藏开发阶段储集层描述方法[J].石油勘探与开发，2002，29(5):74-76.

[6]HAOQian，Zhuang Xinguo，LUYongchao，etal.Accurate 3D seismic interpretation of large braided delta reservoir&utcrop analogs in Northwest China[C].Doha:7thIPTC Conference Paper，IPTC-17313-MS，2014.

[7]郝蜀民，陈召佑，王志章，等.鄂尔多斯盆地大牛地气田致密砂岩气藏开发理论与实践[M].北京:石油工业出版社，2013:87.[8]蒋加钰.鄂尔多斯盆地储层横向预测技术[M].北京:石油工业出版社，2005:69.

[9]张雨晴，王志章，张娜.苏里格气田苏X井区盒8段砂体识别及含气性预测研究[J].天然气地球科学，2011，22（1）：164-170.[10]王香文，于常青，董宁，等.储层综合预测技术在鄂尔多斯盆地定北区块的应用[J].石油物探，2006，45(6):267-271.

[11]郭旭升，凡睿.AVO技术在普光气田鲕滩储层预测中的应用[J].石油与天然气地质，2007，28(2):198-202.

[12]王云专，兰金涛，于舒杰.基于AVO效应的薄储层预测方法研究[J].科学技术与工程，2012，12(6):1366-1368.

[13]董宁，杨立强.基于小波变换的吸收衰减技术在塔河油田储层预测中的应用研究[J].地球物理学进展，2008，23(2):533-538.

[14]郝骞，张晶晶，李鑫，等.地震属性油气检测技术及其应用[J].湖北大学学报：自然科学版，2010，32(3):339-343.

[15]郝骞，李进步，王继平，等.苏里格气田苏147水平井整体开发区盒8下段储层精细描述[J].天然气勘探与开发，2013，36(1):5-11.

[16]王道富.鄂尔多斯盆地低渗透油田开发[M].北京:石油工业出版社，2007:176.

[17]张国珍，杨华，赵志魁，等.低孔低渗油气藏测井评价技术及应用[M].北京:石油工业出版社，2011:24.

[18]殷宇倩，张雅君，仝敏波，等.叠前弹性参数反演在S地区的应用研究[J].复杂油气藏，2011，4(4):29-36.